JVM常见面试题

  • 请谈谈对JVM的理解？Java8虚拟机和之前的变化？
  • 什么事OOM，什么事栈溢出StackOverflow？怎么分析？
  • JVM的常用调优参数有哪些？
  • 内存快照如何抓取，怎么分析Dump文件？
  • 谈谈JVM中，类加载器？

JVM基础

JVM的位置

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JVM的体系结构

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类加载器

作用：加载Class文件

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  1. BootstrapClassLoader（启动类（根）加载器）

    c++编写，加载java核心库 java.*,构造ExtClassLoader和AppClassLoader。由于引导类加载器涉及到虚拟机本地实现细节，开发者无法直接获取到启动类加载器的引用，所以不允许直接通过引用进行操作

  2. ExtClassLoader（扩展类加载器）

    java编写，加载扩展库，如classpath中的jre ，javax.*或者java.ext.dir 指定位置中的类，开发者可以直接使用标准扩展类加载器。

  3. AppClassLoader（应用程序（系统类）加载器）

    java编写，加载程序所在的目录，如user.dir所在的位置的class

  4. CustomClassLoader（用户自定义类加载器）

    java编写,用户自定义的类加载器,可加载指定路径的class文件

双亲委派机制

​ 当某个类加载器需要加载某个.class文件时，它首先把这个任务委托给他的上级类加载器，递归这个操作，如果上级的类加载器没有加载，自己才会去加载这个类。

作用：

  • 防止重复加载同一个.class。通过委托去向上面问一问，加载过了，就不用再加载一遍。保证数据安全。

  • 保证核心.class不能被篡改。通过委托方式，不会去篡改核心.clas，即使篡改也不会去加载，即使加载也不会是同一个.class对象了。不同的加载器加载同一个.class也不是同一个Class对象。这样保证了Class执行安全。

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    • 类加载器收到类加载的请求
    • 将这个请求向上委托给父类加载器去完成，一直向上委托，直到启动类加载器
    • 启动类加载器检查是否能够加载当前这个类，能加载就结束，使用当前的加载器，否则，通知子加载器进行加载
    • 重复步骤3

沙箱安全机制

Java安全模型的核心就是Java沙箱（sandbox），什么是沙箱？沙箱是一个限制程序运行的环境。沙箱机制就是将 Java 代码限定在虚拟机(JVM)特定的运行范围中，并且严格限制代码对本地系统资源访问，通过这样的措施来保证对代码的有效隔离，防止对本地系统造成破坏。沙箱主要限制系统资源访问，那系统资源包括什么？——CPU、内存、文件系统、网络。不同级别的沙箱对这些资源访问的限制也可以不一样。

  所有的Java程序运行都可以指定沙箱，可以定制安全策略。

Native

  • 凡是带了native关键字的，说明java的作用域达不到了，会去调用底层C语言的方法
  • 会进入本地方法栈
  • 调用本地方法和接口 Java Native Interface(JNI)
  • JNI作用：扩展Java的使用，融合不同的编程语言为Java所用！ 最初C、C++
  • Java诞生的时候，C、C++横行，想要立足，必须要有调用C、C++的程序
  • 它在内存区域总专门开辟了一块标记区域：Native Method Stack，等级native 方法
  • 在最终执行的的时候。加载本地方法库中的方法通过JNI
  • 举例：java程序驱动打印机、管理系统、掌握即可，在企业级应用中较为少见
  • https://www.jianshu.com/p/76959115d486

PC寄存器

程序计数器：Program Counter Register

​ 每个线程都有一个程序计数器，是线程私有的，就是一个指针，指向方法区中的方法字节码（用来存储指向一条指令的地址，也即要执行的指令代码），在执行引擎读取下一条指令，是一个非常小的内存空间，几乎可以忽略不计。

方法区

​ 方法区是被所有线程共享，所有字段和方法字节码，以及一些特殊方法，如构造函数、接口代码也在此定义，简单说，所有定义的方法的信息都保存在该区域，此区域属于共享区间。

​ 静态变量，常量、类信息（构造方法、接口定义）、运行的常量池存在方法区中，但是实例变量存在堆中，和方法区无关。

栈

​ 栈：先进后出

​ 队列：先进先出

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三种JVM

  • Sun公司 HotSpot
  • BEA JRockit
  • IBM J9 VM

堆

Heap,一个JVM只有一个堆内存，堆内存的大小是可以调节的

类加载器读取了类文件后，一般会把什么东西放到对中？

堆内存分为三个区域：

  • 新生区
  • 老年区
  • 永久区

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Gc垃圾回收，主要是在伊甸园区和养老区

假设内存满了，OOM，堆内存溢出！java.lang.OutOfMemoryError

Java8之后，永久区改为元空间

新生区、老年区

  • 类：诞生和成长的地方，甚至死亡；
  • 伊甸园，所有的对象都是在伊甸园区new出来的！
  • 幸存区（0，1）

在新生区活下来的对象就进入老年区

永久区

这个区域常驻内存，用来存放JDK自身携带的Class对象，Interface元数据，存储的是java运行时的一些环境或信息，这个区域不存在垃圾回收！关闭Vm虚拟机就会释放这个区域的内存

  • jdk1.6之前 ：永久代，常量池是在方法区
  • jdk1.7 ：永久代，但是慢慢的退化了，去永久代，常量池在堆中
  • jdk1.8之后 ：无永久代，常量池在元空间

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堆内存调优

默认情况下：分配的总内存是电脑内存的1/4，而初始化的内存是1/64

  • 尝试扩大堆内存查看结果
  • 分析内容，看一下哪个地方出现问题
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-Xms1024m -Xmx1024m -XX:+PrintGCDetails
参数 描述
Xmx2g JVM最大可用内存为2g
Xms2g JVM初始内存2g，避免gc后JVM动态分配内存
Xmn1g JVM年轻代大小
Xss256k 每个线程的堆栈大小
-XX:PermSize 永久代初始值
-XX:MaxPermSize 永久代最大值

GC

常用算法

JMM

总结